天然气水合物开采过程甲烷气泄漏海床基高密度电阻率法监测效果模拟与分析

为实现天然气水合物开采过程沉积物内甲烷气泄漏过程有效监测,设计了一种海床基原位电学监测方法。为界定该方法对不同模式泄露甲烷气的探测能力,以南海神狐海域天然气水合物试采区为研究区,构建相应地质及电阻率模型,模拟利用设计电学系统对其进行监测,计算得到不同采集参数的电阻率剖面,并对其进行对比分析。研究结果表明：海水层会在探测剖面上某深度区间内形成层状低阻异常带,对该深度区间有效电信号形成压制。将该异常带顶界深度定义为系统有效探测深度后,发现该深度受电极距直接影响,10 m极距偶极装置有效探测深度约为50 m。电学探测剖面对有效探测深度内分布的层状和团状甲烷气聚集区、慢速甲烷气泄露区、沿断层泄露的甲烷气区具有良好反映能力,数据处理得到的相对电阻率剖面与电学探测剖面相比能更好地反映甲烷气聚集区边界。该监测方法能够实时监测含气区空间变化。     

2022年春季冰雹灾害对贵州西部红心猕猴桃的影响分析

2022年4月下旬至5月上旬,贵州西部共发生了6次冰雹天气过程,有4次冰雹灾害天气严重影响贵州西部红心猕猴桃生产,其主要是发生在4月22日、5月6日、5月8日、5月9日的冰雹天气过程。为了探明2022年4月下旬至5月上旬4次冰雹天气过程对红心猕猴桃果实的影响,通过6次冰雹天气过程影响区的调查,获取冰雹特征数据和红心猕猴桃在4次冰雹灾害过程中的受灾情况,分析诱发冰雹天气发生的大气环流特征,并采用相关统计方法对4次冰雹灾害对红心猕猴桃造成的损失进行评估。结果表明：6次冰雹天气过程中,冰雹最大直径达20mm,但最大直径大多在10mm以下,其中水城区的冰雹最大直径较其他地区大,遭遇冰雹天气次数也最多。影响红心猕猴桃生产的4次冰雹天气过程的天气背景具有贵阳站的CAPE均远远大于威宁站、中低层相对湿度均在90%以上、中高层相对湿度均在80%左右的共同特点。4月22日、5月6日和5月9日冰雹天气发生前,500hPa均有浅槽、700hPa均有低涡切变线入侵贵州西部;5月8日冰雹天气发生前,500hPa和700hPa贵州西部均处于西太副高外围。4次冰雹灾害造成红心猕猴桃885.4hm²绝收,占其基地种植面积的9.04%;因冰雹灾害造成产量损失约1.33万t,直接经济损失19921.5万元。     

基于热力学的临界状态模型的返回映射算法及实现

相对于其他临界状态模型,基于热力学的临界状态（TCS）模型不需要引入塑性势假设,能够自动满足热力学定律。通过对TCS的修正,使其能够模拟初始K0固结的影响,利用了返回映射算法进行了TCS模型的ABAQUS本构二次开发,通过与ABAQUS内嵌的修正剑桥模型（MCC）计算结果的对比,证实了该程序的可靠性。对模型中的2个控制屈服面形状的参数进行了讨论,分析了它们对应力-应变关系与剪胀关系的影响,修改TCS模型参数可以实现非椭圆的屈服面,进而拓展了模型的适用范围,不同的参数对于屈服面形状和大小的影响也有所不同。同时还比较了采用考虑K0固结及旋转硬化的TCS模型与不考虑K0固结及旋转硬化的MCC模型所得到的应力-应变关系与剪胀关系的差异。对于真实土体,K0固结及旋转硬化是土体的基本力学特性。最后证明了TCS模型较MCC模型（模型中没有考虑旋转硬化与K0固结对硬化规律的影响）可以很好地模拟该特性,所以更加有效。     

云贵高原中部倒春寒特征及其极端类型大气环境场分析

利用1981—2021年云贵高原中部45个气象观测站逐日平均气温资料,以及NCEP2.5°×2.5°再分析日资料，采用倒春寒指数计算、分级以及合成分析等方法，分析云贵高原中部倒春寒天气年际、年代际变化特征，并确定特重级倒春寒年和无倒春寒年为倒春寒极端类型年，对比分析其环流特征，以期找出其预报指标。结果表明：（1）1981—2021年云贵高原中部区域年度倒春寒标准化指数总体呈下降趋势,且在1998年前后具有一个十分明显的突变（α=0.01）。特重级和重级倒春寒年基本发生在20世纪80年代和90年代，进入21世纪后，以轻级倒春寒年和无倒春寒年为主。（2）在特重级倒春寒年，500 hPa极涡偏强，亚洲中高纬呈现出西高东低的异常环流型，有利于东亚地区环流径向度加大，同时50°N以南温度基本呈负距平分布，表明冷空气活动异常活跃，从而造成地面云贵准静止锋偏强。与此同时，700 hPa上，云贵高原受异常气旋式环流东侧的偏东气流控制，与华北异常反气旋式环流底部的偏东气流在云贵高原上空辐合，将南海和东海的水汽向云贵高原上空输送，从而有利于低温和降水天气的形成。在无倒春寒年，上述形势相反。（3）在特重级倒春寒年，前期夏季、秋季、冬季和同期春季中东太平洋海温均表现为东部型厄尔尼诺；而在无倒春寒年，均表现为中部型厄尔尼诺。     

海底砂土中气体运移过程电阻率监测探针设计与实验

在浮力和动、静压力作用下，海底浅层气会在高渗透性土中发生垂直和水平方向的运移、聚集，诱发地层变形，甚至失稳破坏。为探索一种新型的气体运移过程原位监测技术，实现气致灾害实时监测预警，根据静电场测量原理，设计、制作了点状电极和环状电极两种形式电阻率探针。在分析了两种探针探测精度基础上，以砂土中气体扩散过程监测为例，利用其对3种速率气体运移过程进行连续监测实验。实验结果表明，两种探针电阻率测量误差均小于0.1%。点状电极探针测量灵敏度较高，可准确监测布设点含气量的变化、气体汇聚、消散过程及相应速率；环状电极探针测量灵敏度相对较低，但可监测气体在砂土中的时空运移过程。两种探针各有利弊，都可实现气体运移过程的有效监测。     

神狐海域天然气水合物层分解井中电学监测效果模拟与分析

为实现天然气水合物开采过程中水合物层分解状态实时监测,基于静电场理论和监测井布设特点设计了一套电极阵列式井中电学监系统。以南海神狐海域天然气水合物远景开采区为研究区,总结归纳水合物开采过程储层分解和电阻率变化特点,构建不同开采阶段储层地质及电阻率模型,模拟利用设计系统对水合物层进行探测,正演计算得到不同装置形式探测电阻率剖面图像,随后对图像进行对比分析,界定该系统对水合物层分解状态的探测能力。研究结果表明,利用偶极装置探测的电阻率和相对电阻率剖面可准确确定不同饱和度水合物层界面位置,水合物分解区范围,分解区边界定位误差可小于0.5m。井中阵列式电学监测系统能够有效进行水合物层分解状态监测,具有良好的应用前景。     

我国西南地区春季降水对前期青藏高原热力作用的响应

利用我国西南地区97个国家地面基准观测站的逐日观测资料、全球降水气候中心(GPCC)月平均降水资料以及NCEP/NCAR逐月再分析资料,分析了由青藏高原地面加热场强度距平指数(Tibetan Plateau surface heating anomaly index,简称TPSHAI)所表征的青藏高原热力作用与当年西南地区春季降水之间存在的可能联系。结果表明,1月份的TPSHAI在2001年以前呈逐年减弱的趋势,近几年又开始出现显著增强。当1月的青藏高原地面加热场强度距平指数异常偏高(低),即青藏高原热力作用异常偏强(弱)时,在后期春季的青藏高原南侧副热带低层大气和西北太平洋上激发出异常反气旋和异常气旋式环流,使得西南地区的南部与北部处在不同垂直运动及水汽输送的环流背景之下,加上对流层高层西风带中欧亚地区的Rossby波列传播引起的东亚大槽异常偏东、南支槽活动异常偏北的影响,西南地区的春季降水容易出现东北部异常偏多(少),而在广大的中部以西以南地区异常偏少(多)的分布特征。反之亦然。     

高黏粒含量海洋土电阻率特征分析及模型构建

在高黏粒含量海洋土中,黏粒吸附孔液中阳离子形成的双电层会直接影响土体导电性,与孔液、土体结构共同形成土体导电性的影响因素,使导电结构变得复杂。对饱和的海洋土而言,固结程度不同代表了土体结构不同。为量化分析双电层对不同固结程度高黏粒含量海洋土导电性的影响,界定电阻率测试技术对海洋土结构变化的反映能力,分别以黄河三角洲和南海北部陆坡海洋土为研究对象,进行电阻率和其他物理性质测试。基于测试结果分析不同黏粒含量海洋土电阻率的变化规律和独有特征,借鉴黏性土多元导电理论构建适合的电阻率模型。研究表明,黏粒含量对不同固结程度海洋土电阻率的影响不同,根据其变化特征可分为3个阶段：正常固结的海洋土电阻率变化可用简化的二元模型公式表示,当孔隙度小于50%时,电阻率随孔隙度呈明显的幂函数降低,当孔隙度介于50%~60%时,电阻率随孔隙度降低速率明显减小;欠固结海洋土孔隙度均高于60%,电阻率随孔隙度线性减小,可用线性模型公式描述。电阻率测量技术对高黏粒含量正常固结海洋土结构变化（孔隙度变化）反映能力良好,探测灵敏度可达25 Ω·m;对欠固结海洋土结构变化反映困难。     

物联网的组网技术分析与应用

在对物联网概念进行简要介绍后,给出了物联网的组成结构模型,重点对传感网络的接入方式,包括多跳接入方式和单跳接入方式进行阐述。接着研究了物联网重要环节射频识别技术的原理和组成。最后融合物联网结构模型与射频识别技术,结合电力行业中对设备进行综合管理的应用需求,设计了物联网技术在电力设备巡检智能化管理中的一种应用方案。